Từ những kênh dẫn nước đồ sộ cho tới mái vòm không cốt thép lớn nhất hành tinh tại Pantheon (Rome), các di tích này vẫn đứng vững trước thời gian, khí hậu và địa chấn.
Liệu có bí mật kỹ thuật nào từ thời cổ đại đang bị chúng ta bỏ quên? Câu hỏi ấy vừa được làm sáng tỏ phần nào qua một nghiên cứu mới từ Viện Công nghệ Massachusetts (Mỹ).
Theo nghiên cứu này, bê tông La Mã có khả năng tự phục hồi – một tính năng tưởng chừng chỉ xuất hiện trong khoa học viễn tưởng.
Mẫu bê tông khảo sát được lấy từ tàn tích tường thành cổ ở Privernum (Ý). Nhờ công nghệ phân tích vi mô và chụp X-quang, các nhà nghiên cứu phát hiện thành phần chính vẫn gồm đá tuf núi lửa, tro pozzolana và vôi – công thức khá phổ biến trong tài liệu lịch sử.
Tuy nhiên, điều khiến họ ngỡ ngàng là những tinh thể nhỏ màu trắng, được gọi là “mảnh vôi”, vốn từng bị cho là tạp chất hoặc kết quả của quá trình trộn không đều.
Nhưng không, hóa ra chính những hạt nhỏ bé này lại đóng vai trò quan trọng trong việc tái tạo cấu trúc bê tông sau khi bị nứt.
Theo nhóm nghiên cứu, các mảnh vôi có khả năng phản ứng mạnh với nước khi xuất hiện vết nứt trong kết cấu. Phản ứng hóa học diễn ra sẽ tạo ra dung dịch canxi bão hòa, sau đó kết tinh thành canxi cacbonat, một hợp chất có thể lấp đầy vết nứt và liên kết lại các hạt vật liệu xung quanh. Quá trình này không chỉ làm lành vết nứt, mà còn giúp kết cấu trở nên bền chắc hơn qua thời gian.
Đáng chú ý, phản ứng này diễn ra hoàn toàn tự nhiên, không cần con người can thiệp, tương tự như một vết thương da được tự chữa lành.
Khác với cách trộn vôi hiện đại, thường là “tôi vôi” bằng nước trước, người La Mã có thể đã sử dụng kỹ thuật trộn nóng: đưa vôi sống trực tiếp vào hỗn hợp cốt liệu và pozzolana rồi mới thêm nước.
Nghiên cứu về kỹ thuật trộn nóng của đại học MIT chỉ ra rằng chính kỹ thuật này giúp tạo ra các mảnh vôi chưa phản ứng, đóng vai trò như “kho dự trữ” canxi sẵn sàng phản ứng khi có sự cố xảy ra trong kết cấu.
Phát hiện này mở ra khả năng tái tạo công nghệ bê tông La Mã trong bối cảnh hiện đại. Các nhà nghiên cứu cho rằng, nếu tích hợp tính năng tự phục hồi vào vật liệu hiện đại, chúng ta có thể giảm đáng kể nhu cầu sửa chữa, kéo dài tuổi thọ công trình và quan trọng nhất là cắt giảm phát thải carbon từ ngành xi măng hiện chiếm tới 8% tổng lượng khí nhà kính toàn cầu.
Hải Ninh
